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本文保持Zn和Ca总质量百分比(wt.%)为4%,设计并制备了具有不同Zn/Ca比的Mg-x Zn-(4-x)Ca-0.5Mn(x=2.9,2.2,1.4 wt.%)合金。在此基础上,通过添加0.5 wt.%Ti C纳米颗粒,制备出Ti Cp/Mg-Zn-Ca-Mn纳米复合材料。系统地研究了Zn/Ca比及纳米Ti Cp的加入对铸态及挤压态Mg-Zn-Ca-Mn合金及其纳米复合材料组织与性能的影响。研究结果表明,铸态Mg-2.9Zn-1.1Ca-0.5Mn合金中第二相主要为Mg Zn相;随Zn/Ca比的降低,第二相的种类逐渐由Mg Zn相转变为Ca2Mg6Zn3相。经均匀化处理后,Mg Zn相溶入基体,未溶的Ca2Mg6Zn3相则呈断续网状分布。加入纳米Ti Cp后,铸态复合材料的晶粒均明显细化,其第二相均为Ca2Mg6Zn3相,Ti Cp富集区第二相尺寸细小且呈弥散分布。随Zn/Ca比的降低,细晶强化及第二相强化逐渐增加,导致合金屈服强度(YS)逐渐提高;均匀化处理后Mg-Zn-Ca-Mn合金的YS得到进一步提高;Ti Cp的加入进一步提高了细晶强化作用,并改善了第二相的分布,导致铸态、均匀化处理态Ti Cp/Mg-Zn-Ca-Mn复合材料的YS相比于合金均显著增加。经不同挤压工艺后,Mg-2.2Zn-1.8Ca-0.5Mn合金中均发生了动态再结晶(DRX),导致晶粒显著细化,同时出现动态析出的Mg Zn2相。DRX晶粒的平均尺寸、体积分数和析出相的平均尺寸随挤压速率或挤压温度的降低而趋于减小,而析出相的体积分数则趋于增加。挤压态合金具有典型的<10-10>纤维织构,未动态再结晶区的织构强度明显高于DRX区。Mg-2.2Zn-1.8Ca-0.5Mn合金的YS和极限抗拉强度(UTS)随挤压速率或挤压温度的降低而趋于增加,断裂延伸率(EL)则逐渐降低;随Zn/Ca比的降低,Mg-Zn-Ca-Mn合金的DRX晶粒尺寸和体积分数趋于降低,析出相的体积分数亦显著降低;其(0002)基面和(11-20)柱面织构逐渐减弱。YS和UTS随Zn/Ca比的降低逐渐升高,而EL逐渐降低。在挤压工艺为270℃/0.01mm s-1时,Mg-2.2Zn-1.8Ca-0.5Mn合金的力学性能最佳,其YS、UTS和EL分别为~364.1 MPa、~383.8 MPa和~6.1%。TiCp/Mg-2.2Zn-1.8Ca-0.5Mn复合材料挤压后晶粒尺寸显著细化,出现Mg Zn2相的动态析出。Ti Cp/Mg-2.2Zn-1.8Ca-0.5Mn复合材料基体的DRX晶粒尺寸、体积分数和析出相尺寸随挤压速率或挤压温度的降低趋于减小,析出相体积分数则略有增加。YS和UTS随挤压速率或挤压温度降低趋于升高,而EL逐渐降低。随Zn/Ca比减小,Ti Cp/Mg-Zn-Ca-Mn纳米复合材料的DRX晶粒尺寸与体积分数、析出相的尺寸与体积分数均逐渐减小;导致其YS和UTS逐渐提高,EL则逐渐降低。经270℃/0.1mm s-1挤压后Ti Cp/Mg-2.2Zn-1.8Ca-0.5Mn复合材料的综合力学性能最佳,其YS、UTS和EL分别为~423.6MPa、~436.8MPa和~2.4%。